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生物体结构层次
个体→系统→器官→组织→细胞
→化合物→元素
第一章 细胞的分子组成
新浙科版必修1
第一节 水和无机盐是构成细胞的重要无机物
本节聚焦
1. 说出细胞主要由C、H、O、N、P和S等元素构成；
（生命观念）
2．指出水大约占细胞重量的2/3，以自由水和结合水的形式存在，赋予了细胞许多特性，在生命中具有重要作用；（生命观念、科学思维）
3．举例说出无机盐在细胞内含量虽少，但与生命活动密切相关。（生命观念、科学思维）
学习目标
植物（生物）中含有哪些元素
土壤（非生物）中含有哪些元素
一、细胞主要是由C、H、O、N、P和S等元素组成
细胞是生物体结构和功能的基本单位
细胞是由物质组成的，物质是由元素构成的
生物与非生物之间化学元素组成的区别？
非生物
生物
元素 植物的平均组成
（新鲜物重量比例）/% 土壤的平均
组成/%
C
H
Ca
K
N
Si
Mg
P
S
Na
Cl
Fe 70
18
0.5
0.3
0.3
0.2
0.04
0.07
0.05
0.02
0.02
0.01 50
2
1.4
1.5
0.1
34
0.6
0.1
0.05
0.7
0.01
4
思考：
组成植物和土壤的元素种类相同吗？元素含量呢？
统一性：元素的种类相同
差异性：元素的含量不同
生物与非生物之间具有:
元素 符号 含量(%)
氧 O 65.0
碳 C 18.5
氢 H 9.5
氮 N 3.3
钙 Ca 1.5
磷 P 1.0
钾 K 0.4
硫 S 0.3
钠 Na 0.2
氯 Cl 0.2
镁 Mg 0.1
组成细胞的主要元素
组成人体细胞的主要元素图
占细胞干重
最多的是C
占细胞鲜重
最多的是O
细胞干重各元素百分比
细胞鲜重各元素百分比
注意：
①碳(C)元素占细胞干重的48.4%，是干重时含量最高的元素。氧(O)元素是鲜重时含量最高的元素
②最基本元素——C
③基本元素——C、H、O、N（96%以上）
④主要元素——C、H、O、N、P、S
细胞主要由C、H、O、N、P和S等元素组成
（指的是鲜重）
大量元素
微量元素
微量元素含量虽少，但它们对维持细胞正常的结构和生命活动均起着重要作用
阅读P4课外读：同位素及同位素示踪
题组一　构成细胞的元素
1.C、H、N这三种化学元素在组成人体的化学成分中，质量分数共占73%(占细胞干重)左右，而这三种元素在岩石圈中的质量分数还不到1%。这个事实说明
A.生物界与非生物界具有统一性
B.生物界与非生物界具有差异性
C.元素在自然界中都可以找到
D.生物界具有特殊性
√
2.下列化学元素中属于组成生物体的微量元素的是
A.K B.P C.B D.Ca
组成生物体的微量元素有Fe、Zn、Cu、I、Mn、B、Cr、Mo、Co、Se、F等。
√
水（water）
无机盐（inorganic salts）
糖类（carbohydrates）
脂质（lipids）
蛋白质（protein)
核酸（nucleic acids）
无机化合物
（inorganic compounds）
有机化合物
（organic compounds）
元素组成化合物
水是生命之源
资料：人一旦缺水，后果很严重的。缺水1-2%，感到渴；缺水5%， 口干舌燥，皮肤起皱，意识不清，甚至幻视；缺水15%， 往往甚于饥饿。现代医学研究表明，人在饥饿状态下的生命极限最多是10天，而缺水只能活3天。
二、水为生命活动提供了条件
细胞的含水量一般为60%~90%，有些细胞含水量可超过90%
阅读课本，从水的结构特点方面找出原因，并总结其功能。
具有极性和氢键的形成使得水分子有许多不寻常的特性。
H带部分正电荷
氢键：一种特殊的分子间作用力
氢键
O带部分负电荷
什么是氢键？
（1）良好溶剂（能帮助溶解和运输营养物质和代谢产物）
（2）调节温度
（3）参与化学反应：水分子是生物体内多种生化反应的重要反应物和生成物
（4）是细胞结构的组成成分
结构(structure )
结合水
水是极性分子
水分子之间具有氢键
水的功能
2. 取一些晒干的小麦种子放到干燥试管内加热，试管内壁出现水珠
1. 小麦收割后晾晒种子，晒出其中的水分
结合水：与细胞内蛋白质、多糖等其它物质相结合，约占细胞内全部水的4.5％
自由水：可以自由流动，以游离形式存在，占细胞内全部水的95％以上
水在细胞中的存在形式
3. 人体中几种不同器官或组织中水的含量 组织器官 牙齿 骨骼 骨骼肌 心肌 血液
所占比例% 10 22 76 79 83
1. 细胞中各种化合物所占比例 化合物 水 无机盐 蛋白质 脂质 糖类 核酸
所占比例% 85-90 1-1.5 7-10 1-2 1-1.5 2. 几种不同生物体水的含量 生物 水母 鱼类 蛙 哺乳动物 藻类 高等植物
水含量% 97 80-85 78 65 90 60-80
细胞中含量最多的化合物是水
不同生物的含水量不同
同种生物，在不同的组织、器官中的含水量不同
资料分析与讨论
细胞、生物体内水的含量比较，说明了什么？
同种生物，不同的生长发育时期含水量不同
自由水和结合水 的比例？？
生物体新陈代谢旺盛的部分自由水的含量高，反之结合水含量高。结合水含量越多，细胞抗逆性越强
不同形式水的比例与新陈代谢之间的关系
对点训练
题组二　细胞中的水
3.某人曾经的体重为486公斤，那么在他体内含量最多的物质是
A.水 B.无机盐
C.蛋白质 D.脂肪
√
所有生物体内含量最高的化合物都是水。该人之所以胖，是相对于其他人来说他体内的脂肪含量高，但他自己体内含量最多的化合物还是水，A正确。
4.下列关于构成细胞的水分子的叙述，正确的是
A.水分子间氢键的形成吸收大量热量，能降低体温
B.细胞中水的含量多少与代谢强弱无关
C.水是生物体内含量最多的化合物，影响着生物分布、繁殖等
D.水是极性分子，细胞内代谢都需要水分子作为底物和产物
√
水分子间氢键的形成会释放热量，A错误；
水参与细胞内的多种化学反应，细胞中水的含量多少与代谢强弱有关，B错误；
水是极性分子，但细胞内代谢不一定都需要水分子作为底物或产物，D错误。
广告一：健康体魄，来源于“碘碘”滴滴！
广告二：高钙片，一片顶两片！
广告三：补铁、补血，效果好！补雪口服液！
下面的广告中提到了这些物质是什么？有何作用？
三、无机盐与细胞生活密切相关
（一）主要存在形式：
——离子形式（多数），（少数）化合物
阳离子：Na+、K+、 Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。
阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。
含量：很少，仅占1％－1.5％
2、植物缺镁会影响光合作用，为什么？
思考
1、为什么缺铁会导致贫血？
血红蛋白的结构
叶绿素a的结构
铁是血红蛋白的重要组分
镁是叶绿素的重要组分
功能：1. 是某些复杂化合物的重要组成成分
碘离子（I-）是甲状腺激素的必需成分
镁离子(Mg+)是叶绿素的主要组成成分
亚铁离子（Fe2+）是血红蛋白的必需成分
（二）无机盐的功能：
2. 维持生物体的生命活动
功能：1. 是某些复杂化合物的重要组成成分
皱缩
膨胀
9%
0.09%
病人到医院输液，为什么要用生理盐水（0.9%），如果不是生理盐水，而是蒸馏水或其他浓度盐水会怎么样？
渗透压平衡
维持血浆的正常浓度
当我们剧烈体育运动后，会感到腰酸、膝盖酸。这是因为运动产生了乳酸，但我们体液pH值并没有因此而下降，还是维持在7.35-7.45之间，为什么呢？
我们可以依靠无机盐离子：
H2CO3 /NaHCO3 ；NaH2PO4/Na2HPO4组成的缓冲对来调节并维持平衡。
酸碱平衡
2. 维持生物体正常的生命活动
功能：1. 是某些复杂化合物的重要组成成分
神经肌肉的兴奋性：哺乳动物血液中Ca2+含量过低会导致抽搐，Ca2+过高会导致肌无力
渗透压平衡
维持血浆的正常浓度（酸碱平衡）
（二）无机盐的功能：
2. 维持生物体正常的生命活动
功能：1. 是某些复杂化合物的重要组成成分
骨细胞的重要成分是磷酸钙
3. 是细胞的重要组成成分之一
（二）无机盐的功能：
题组三　细胞中的无机盐
5.哺乳动物血液中某种离子含量过低会导致肌肉发生抽搐。该离子是
A.Fe2＋ B.Ca2＋ C.Cl－ D.I－
√
6.下列关于无机盐的说法，错误的是
A.维持细胞的酸碱平衡
B.细胞内某些复杂化合物的重要组成成分
C.在细胞中少数以离子的形式存在
D.炎炎夏日在室外作业的人应多喝淡盐水
√
判断1：人体内微量元素含量微小，作用也不重要（ ）
判断2：含碳的化合物都是有机物（ ）
判断3：脂肪细胞中含量最多的化合物是脂肪（ ）
判断4：水是生命之源，寻找生命应先寻找水（ ）
判断5：由于水分子之间的氢键，使得水作为生物体内的良好的溶剂（ ）
判断6：生物体内的无机物多数以离子形式存在（ ）
判断7：哺乳动物血液中钙离子含量过低会导致肌无力（ ）
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